WPŁYW DODATKU SUBSTANCJI OCHRONNYCH NA ZAKRES TEMPERATURY KRIOSKOPOWEJ I PRZEBIEG PROCESU ZAMRAŻANIA SOKU Z ZIEMNIAKA

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych nr 584, 2016, 39 46 WPŁYW DODATKU SUBSTANCJI OCHRONNYCH NA ZAKRES TEMPERATURY KRIOSKOPOWEJ I PRZEBIEG PROCESU ZAMRAŻANIA SOKU Z ZIEMNIAKA Anna Kamińska-Dwórznicka 1, Karolina Kozłowska 1, Katarzyna Samborska 1, Ewa Gondek 2, Ewa Jakubczyk 1 1 Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie 2 Szkoła Głowna Turystyki i Rekreacji w Warszawie Streszczenie. Celem pracy było określenie wpływu dodatku substancji ochronnych (krioprotektantów), takich jak: alkohol, chlorek sodu oraz kwas askorbinowy, na zakres temperatury krioskopowej i przebieg procesu zamrażania soku z ziemniaka. Zamrażanie prowadzono w kriostacie, w temperaturze 20 C. Temperaturę krioskopową oraz długość poszczególnych etapów procesu zamrażania odczytano z krzywych mrożenia. Wykorzystując bilans masowy procesu zagęszczania, obliczono zawartość wody wymrożonej w badanych próbach. Badania dowiodły, że dodatek wszystkich substancji ochronnych spowodował obniżenie temperatury krioskopowej zamrażanych próbek. Najniższą temperaturę krioskopową ( 2,6 C) zanotowano dla soku z dodatkiem NaCl. Całkowity czas zamrażania wszystkich badanych próbek uległ skróceniu w wyniku dodatku substancji ochronnych. Najwięcej wody (91,69%) uległo wymrożeniu w próbie soku z dodatkiem NaCl, co koreluje z obniżeniem temperatury krioskopowej. Słowa kluczowe: sok z ziemniaka, zamrażanie, temperatura krioskopowa, woda wymrożona WSTĘP Jednym z odpadów powstających w procesie przetwórstwa ziemniaka jest sok, w którym zawartość białka może wynosić od 40 do 50% jego suchej substancji. W bogatym składzie soku ziemniaczanego wyróżnić można substancje mineralne takie jak Adres do korespondencji Corresponding author: Anna Kamińska-Dwórznicka, Karolina Kozłowska, Katarzyna Samborska, Ewa Jakubczyk, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Nauk o Żywności, Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa, e-mail: anna_kaminska1@sggw.pl; Ewa Gondek, Szkoła Główna Turystyki i Rekreacji w Warszawie, Wydział Turystyki i Rekreacji, ul. Stokłosy 3, 02-787 Warszawa

40 A. Kamińska-Dwórznicka, K. Kozłowska, K. Samborska i inni potas, siarka czy fosfor, witaminy C i E, oraz witaminy z grupy B, błonnik, skrobię, ale także glikoalkaloidy takie jak solanina, zwłaszcza w odmianach o bardziej zielonej skórce. Zawartość tego alkaloidu w wodzie sokowej powstałej w przemyśle krochmalniczym silnie ogranicza możliwość jej wykorzystania, nawet po koagulacji kwasowo-termicznej służącej izolacji białka ziemniaczanego [Miedzianka 2010, Lewandowicz i in. 2012]. Kuo i inni [2000] opublikowali wyniki badania in vitro potwierdzające aktywność glikoalkaloidów w stosunku do komórek nowotworowych. W kolejnych latach przeprowadzono wiele badań potwierdzających cytotoksyczne i przeciwnowotworowe właściwości soku z ziemniaka [Ruseler-van Embden i in. 2004, Chrubasik i in. 2005, Olejnik i in. 2011]. Potwierdzenie leczniczych właściwości soku z ziemniaka i produkcja żywności funkcjonalnej z jego udziałem mogą być szansą na poprawę stanu zdrowia dla wielu osób borykających się z chorobami przewodu pokarmowego. Rosnące zainteresowanie właściwościami soku z ziemniaka wiąże się z koniecznością wyszukiwania najlepszych metod jego utrwalania i przechowywania [Lewandowicz i in. 2012, Kowalczewski i in. 2013a, 2013b]. Zamrażanie uchodzi za najlepszą i najmniej destrukcyjną metodę utrwalania żywności. Z fizycznego punktu widzenia jest to proces obniżania temperatury produktu poniżej temperatury krioskopowej. Interpretacją graficzną tego procesu są tzw. krzywe mrożenia, których kształt zależy nie tylko od wybranej metody zamrażania, ale także i od właściwości zamrażanego produktu (skład chemiczny, kształt i wielkość cząsteczek). Ponadto na ich podstawie proces zamrażania można podzielić na trzy główne etapy schładzanie, w trakcie którego dochodzi do przechłodzenia układu, właściwe zamrażanie, gdzie powstają zarodki kryształów lodu, oraz dalsze formowanie się struktury kryształów lodu zachodzące w trakcie domrażania [Gruda i Postolski 1999]. Dodatek substancji o charakterze ochronnym w różnym stopniu wpływa na zmianę właściwości żywności oraz przebieg procesu zamrażania. Temperatura, w której rozpoczyna się zamrażanie, określana mianem temperatury krioskopowej zależy przede wszystkim od stężenia cząsteczkowego substancji rozpuszczalnych [Jie i in. 2003, Auleda i in. 2011, Lopez-Quiroga i in. 2015]. Temperatura krzepnięcia (krioskopowa) roztworów nie jest stała i jest niższa od temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika. Jest ona tym niższa, im większe jest stężenie roztworu. Niektóre substancje naturalnie występujące w roztworach rzeczywistych, takie jak cukry (glukoza, sacharoza), NaCl czy kwas askorbinowy, powodują obniżenie temperatury krioskopowej i utrudniają orientowanie się molekuł wody w kierunku sieci krystalicznej, spowalniając dyfuzję wody. Jednak ze względu na zmianę właściwości organoleptycznych produktu zwiększenie ich dodatku jest ograniczone [Kamińska i Lewicki 2005, Kozłowicz 2012]. Celem pracy było określenie wpływu dodatku substancji ochronnych (krioprotektantów) takich jak: alkohol, chlorek sodu oraz kwas askorbinowy, na zakres temperatury krioskopowej i przebieg procesu zamrażania soku z ziemniaka. MATERIAŁ I METODY Materiał do badań stanowił świeżo wyciskany sok z ziemniaka (gatunek: Gala, pochodzenie: Polska) otrzymany przy użyciu sokowirówki Zelmer. Sok odstawiano na 20 minut celem oddzielenia skrobi. Przesącz znad osadu przepuszczano przez sito. Na- Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych

Wpływ dodatku substancji ochronnych na zakres temperatury krioskopowej... 41 stępnie za pomocą refraktometru określano zawartość ekstraktu oraz ustalano temperaturę soku na ok. 20 C. W doświadczeniu użyto trzy rodzaje substancji pełniących funkcję substancji ochronnych: alkohol etylowy 40% (Polmos Lublin), w ilości 3 g l 1, kwas L-askorbinowy 100% (Hempur), w ilości 1,5% objętościowych roztworu, chlorek sodu ( EDO Sp. z o.o.), w ilości 1,5% objętościowych roztworu. Porcję soku (200 g) z dodatkami i bez dodatków wlewano do aluminiowego pojemnika w kształcie cylindra o wysokości 0,13 m i średnicy 0,05 m. Odpowiednio przygotowane roztwory zamrażano w temperaturze 20 C przy użyciu kriogenicznego aparatu zamrażalniczego HUBER model CC 505 (Niemcy). Proces prowadzono do czasu uzyskania w środku geometrycznym próbek temperatury 15 C. Temperaturę roztworów rejestrowano co 60 sekund przy użyciu wielokanałowego termometru cyfrowego (MPI-LAB; Metronic Instruments; Polska) wraz z termoparami firmy Czaki TP-201 (Czaki Termoproducts; Polska), podłączonego do komputera z programem rejestrującym firmy Metronic (dokładność pomiaru ±0,5 C). Wszystkie pomiary wykonano w trzykrotnym powtórzeniu. Dla każdego roztworu, na podstawie zarejestrowanych zmian temperatury w środku geometrycznym próbki w czasie, wyznaczono krzywe mrożenia przy użyciu programu Microsoft Office Excel 2010. Na uzyskanych wykresach przeprowadzono cztery linie styczne do każdego prostoliniowego odcinka krzywej mrożenia. Miejsca przecięcia stycznych wyznaczyły początek i koniec poszczególnych etapów zamrażania. Za wartość temperatury krioskopowej przyjęto temperaturę odpowiadającą początkowemu, prostoliniowemu odcinkowi krzywej zamrażania po etapie schładzania [metodyka: Kamińska- -Dwórznicka i Ulanicka 2012, Kamińska-Dwórznicka i in. 2013, Rafalska i Kamińska- -Dwórznicka 2014]. Udział wody wymrożonej określono na podstawie obliczeń, korzystając z bilansu masowego procesu zagęszczania [metodyka metody obliczeniowe: Kamińska i Karlińska 2011, Kamińska-Dwórznicka i Ulanicka 2012]. W celu określenia wpływu poszczególnych dodatków substancji ochronnych na osiągnięte wartości temperatury krioskopowej, czas trwania poszczególnych etapów zamrażania oraz całkowity czas zamrażania wykonano jednoczynnikową analizę wariancji ANO- VA oraz testem Tukeya (α = 0,05), wydzielając tym samym grupy jednorodne. Analizę statystyczną przeprowadzono przy zastosowaniu oprogramowania R Commander 3.1.3. WYNIKI I DYSKUSJA Z otrzymanych krzywych mrożenia (rys.) można odczytać czas trwania etapu schładzania oraz czas właściwego zamrażania, czyli przemiany fazowej i domrażania łącznie, jako efekt powolnego, ale systematycznego postępu procesów dyfuzyjnej wymiany ciepła. Całkowity czas zamrażania soku z ziemniaka, czyli do momentu osiągnięcia w środku geometrycznym naczynia temperatury 15 C, był najdłuższy w przypadku czystego soku. Dodatek substancji ochronnych spowodował skrócenie całkowitego czasu trwania procesu. Zastosowanie kwasu askorbinowego i alkoholu etylowego skracało czas zamrażania odpowiednio o 2 i 1 minutę w odniesieniu do próbki bez dodatków. Najkrócej zamrażał nr 584, 2016

42 A. Kamińska-Dwórznicka, K. Kozłowska, K. Samborska i inni 25 20 15 10 5 0-5 -10 Temperatura/Temperature [ C] "s bd/j wa s+kw aks/j+ asc.acid s+nacl/j+nacl s+etoh/j+etoh 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-15 Rys. Fig. -20 Czas zamrażania/time of freezing [min] Krzywe mrożenia soku z ziemniaka bez dodatku i z dodatkiem substancji ochronnych Freezing curves of potato juice with and without additive of protective substances się sok z dodatkiem chlorku sodu, bo aż o 9 minut krócej niż próba bez dodatków (tab. 1, rys.). Kamińska i Olejnik [2010] dla soku z buraka zamrażanego w tych samych warunkach (kriostat, temperatura 20 C) wykazały skrócenie całkowitego czasu zamrażania przy dodatku alkoholu etylowego o ponad 4 minuty, natomiast dla próbki z dodatkiem kwasu askorbinowego zanotowały wydłużenie całkowitego czasu mrożenia o ponad 8 minut, w porównaniu do próbki soku bez dodatków. Po analizie wartości czasu schładzania wnioskuje się, że użyte w doświadczeniu substancje dodatkowe nie wpłynęły znacząco na jego długość. W przypadku prób z dodatkiem kwasu askorbinowego schładzanie Tabela 1. Charakterystyka procesu zamrażania soku z ziemniaka bez dodatku i z dodatkiem substancji ochronnych, w temperaturze 20 C Table 1. Characteristics of the freezing process of potato juice with and without the addition of protective substances, at the temperature of 20 C Rodzaj dodatku Type of additive Schładzanie Cooling Czasy trwania poszczególnych etapów zamrażania Time of various stages of freezing [min] Zamrażanie właściwe Proper freezing Całkowity czas Total time Temp. krioskopowa Cryoscopy temp. [ C] bd/wa 6 ±0,12 b 43 ±0,79 a 49 ±0,81 a 1,5 ±0,3 a kw. ask./asc. acid 6 ±0,41 b 41 ±0,75 b 47 ±0,51 c 2,2 ±0,4 b NaCl 9 ±0,52 a 31 ±1,23 c 40 ±0,67 d 2,6 ±0,4 c etoh 5 ±0,58 c 43 ±0,58 a 48 ±0,44 b 2,15 ±0,6 b bd bez dodatku/wa without additives; kw. ask. kwas skrobiowy/ascorbic acid. x ±sd; a d wartości średnie oznaczone różnymi literami różnią się statystycznie istotnie przy α = 0,05/ /mean values with different letters differ significantly at α = 0,05. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych

Wpływ dodatku substancji ochronnych na zakres temperatury krioskopowej... 43 trwało 6 minut, dokładnie tyle ile w próbie bez dodatków. Dodatek alkoholu zredukował czas schładzania o 1 minutę. Dłuższą fazę schładzania (o 3 minuty) zaobserwowano dla prób z dodatkiem chlorku sodu, który jednocześnie znacznie skracał etap właściwego mrożenia, bo aż o 12 minut w stosunku do soku bez dodatków. Dwa pozostałe dodatki nie wpływały znacząco na długość drugiej fazy procesu i zakwalifikowane zostały do grupy jednorodnej a (tab. 1). Dodatek każdej z badanych substancji ochronnych wpłynął na wartość temperatury krioskopowej zamrażanego produktu (tab. 1, rys.). Dodatek chlorku sodu jako substancji dysocjującej spowodował obniżenie temperatury krioskopowej o 1,1 C. Podobny efekt przy dodatku NaCl uzyskali Kluza i Wujec [1988] dla soku marchwiowego zamrażanego w podobnych warunkach. Otrzymane wyniki badań potwierdzają również dane uzyskane przez Chen i Chen [1996], którzy zamrażając próbę mannitolu o stężeniu 13,86% z dodatkiem NaCl, uzyskali obniżenie temperatury krioskopowej aż o 9,8 C w stosunku do próby bez dodatku. W porównaniu z czystym sokiem, pozostałe użyte substancje obniżały temperaturę krioskopową soku z ziemniaka o ok. 0,7 C (tab. 1). Kamińska i Olejnik [2010] analizowały wpływ dodatku alkoholu etylowego i kwasu askorbinowego na temperaturę krioskopową soku z buraka zamrażanego w podobnych warunkach i wykazały obniżenie temperatury krioskopowej na podobnym poziomie (o ok. 0,4 C w stosunku do temperatury krioskopowej czystego soku z buraka). Zawartości wody wymrożonej (tab. 2) w próbach z dodatkiem kwasu askorbinowego i dodatkiem alkoholu różniły się istotnie statystycznie od zawartości wody wymrożonej w próbie bez dodatków. W próbie z kwasem askorbinowym pozostało najwięcej wody niewymrożonej, bo aż 29,43%, natomiast w soku wzbogaconym etanolem wymroziło się 88,21% wody w nim zawartej. Tabela 2. Udział wody wymrożonej w soku z ziemniaka bez dodatku i z dodatkiem substancji ochronnych, zamrażanego w temperaturze 20 C Table 2. Representative of frozen water in potato juice with and without the addition of protective substances, frozen at the temperature of 20 C Rodzaj dodatku Type of additive ω [%] bd/wa 90,01 ±1,71 a kw. ask./asc. acid 70,57 ±1,67 c NaCl 91,69 ±1,87 a etoh 88,21 ±2,01 b ω woda wymrożona/frozen water; bd bez dodatku/ wa without additives; kw. ask. kwas askorbinowy/ /ascorbic acid. x±sd; a c wartości średnie oznaczone różnymi literami różnią się statystycznie istotnie przy α = 0,05/mean values with different letters differ significantly at α = 0,05. Próby soku zamrażanego z dodatkiem chlorku sodu oraz bez żadnego dodatku zakwalifikowane zostały do grupy jednorodnej a, co oznacza, że próby te nie różniły się od siebie istotnie statystycznie pod względem zawartości wody wymrożonej. W próbce z dodatkiem chlorku sodu udział wody wymrożonej stanowił aż 91,69%. Dla tych próbek zanotowano również najniższą temperaturę krioskopową ( 2,6 C), co wskazuje na związek nr 584, 2016

44 A. Kamińska-Dwórznicka, K. Kozłowska, K. Samborska i inni między ilością wody wymrożonej w produkcie, wzrostem stężenia a stopniem obniżenia temperatury krioskopowej. Potwierdza to wyniki badań prowadzonych dla modelowych roztworów sacharozy przez Gabas i innych [2003] oraz badań z wykorzystaniem soków owocowych o różnym stopniu stężenia prowadzonych przez Auleda i innych [2011] Porównując uzyskane wyniki do danych literaturowych (Kluza i Wujec 1988, Kamińska i Olejnik 2010, Auleda i in. 2011, Janiszewska i in. 2012, Kamińska-Dwórznicka i Ulanicka 2012), można stwierdzić, że dodatek substancji ochronnych oraz zwiększanie stężenia zamrażanego roztworu wpływa na wydłużenie czasu schładzania, skrócenie całkowitego czasu zamrażania, podwyższenie zawartości wody wymrożonej oraz, co jest z tym związane, obniżenie temperatury krioskopowej produktu. Określenie czasu trwania poszczególnych etapów mrożenia i temperatury krioskopowej może stanowić kluczową informację przy analizie procesów zachodzących podczas mrożenia i przechowywania żywności, szczególnie, jeśli chodzi o nowe produkty wprowadzane na rynek, np. sok z ziemniaka. WNIOSKI 1. Dodatek kwasu askorbinowego i alkoholu etylowego spowodował obniżenie temperatury krioskopowej o 0,7 C, a dodatek NaCl o ponad 1 C. Istnieje zatem silna korelacja między rodzajem dodanej substancji ochronnej a temperaturą krioskopową roztworu. 2. Dodatek substancji ochronnych spowodował wydłużenie czasu schładzania oraz skrócenie całkowitego czasu zamrażania próbek z dodatkami w porównaniu do próbki bez ich udziału (najkrótszy dla próbki z dodatkiem NaCl, redukcja o ok. 20%). 3. Najwięcej wody (91,69%) uległo wymrożeniu w próbie soku z dodatkiem NaCl, co koreluje z najniższą temperaturą krioskopową tej próbki w odniesieniu do próbek z dodatkiem innych substancji ochronnych. LITERATURA Auleda J.M., Raventós M., Sánchez J., Hernández E., 2011. Estimation of the freezing point of concentrated fruit juices for application in freeze concentration. J. Food Eng. 105, 289 294. Chrubasik S., Chrubasik C., Madisch A., Torda T., 2005: Efficacy and tolerability of potato juice in dyspeptic patients: a pilot study. Phytomed. 13, 11 15. Chen X.D., Chen P., 1996: Freezing of aqueous solution in a simple apparatus designed for measuring freezing point. Food Res. Int. 29, 723 729. Gabas A.L., Telis-Romero V.R. N., 2003. Influence of Fluid Concentration on Freezing Point Depression and Thermal Conductivity of Frozen Orange Juice. Int. J. Food Prop. 6, 543 556. Jie W., Lite L., Yang D., 2003. The correlation between freezing point and soluble solids of fruits. J. Food Eng. 60, 481 484. Gruda Z., Postolski J., 1999. Zamrażanie żywności. Wyd. 3. WNT, Warszawa. Janiszewska E., Sakowski P., 2012. Wpływ stopnia zagęszczenia soku marchwiowego oraz metody zamrażania na parametry procesu zamrażania. ZPPNR 571, 49 58. Kamińska A., Lewicki P.P., 2005. Metoda dehydrofreezing (D-F) znaczenie i przyszłość. Przem. Spoż. 9 (54), 12 15. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych

Wpływ dodatku substancji ochronnych na zakres temperatury krioskopowej... 45 Kamińska A., Olejnik B.H., 2010. Wpływ dodatku substancji ochronnych na przebieg procesu zamrażania soków owocowych i warzywnych. ZPPNR 553, 129 137. Kamińska A. Karlińska A., 2011. Przebieg procesu zamrażania wybranych soków owocowych i określenie udziału wody wymrożonej i niewymrożonej. ZPPNR 558, 103 109. Kamińska-Dwórznicka A., Ulanicka U.K., 2012. Badanie udziału wody wymrożonej i niewymrożonej po zamrożeniu roztworów modelowych sacharozy bez dodatku i z dodatkiem substancji ochronnych. ZPPNR, 571, 59 66. Kamińska-Dwórznicka A., Antczak A., Samborska K., Pomarańska-Łazuka W. 2013. Wpływ kappa karagenu i jego hydrolizatów na proces zamrażania modelowych roztworów sacharozy. ZPPNR 575, 63 70. Kluza F., Wujec M., 1988. Zamrażanie produktów z marchwi. Chłodnictwo 23 (5 6), 16 17. Kowalczewski P., Lewandowicz G., Krzywińska-Bartkowiak M., Piątek M., Jeziorna M., Białas W., Baranowska H.M., 2013a. Quality and structure of finley comminuted sausages with potato juice. Food Structure and Functionality Conference 15 years later. Book of abstract 63, 62. Kowalczewski P., Lewandowicz G., Makowska A., Knoll I., Błaszczak W., Białas W., 2013b. Structure, physicochemical properties and consumer acceptance of pasta containing potato juice. Food Structure and Functionality Conference 15 years later. Book of abstract 63, 63. Kozłowicz K., 2012. Charakterystyka wykorzystania wybranych substancji krioochronnych w zamrażaniu i przechowywaniu żywności. Acta Sci. Pol., Technica Agraria 11 (3 4), 13 24. Kuo K-W., Hsu S-H., Lin W-L., Liu L-F., Chang L-C. Lin C-C., Lin C-N., Sheu H-M., 2000. Anticancer Activity Evaluation of the Solanum Glycoalkaloid Solamargine. Bioch. Pharmacology 60, 1865 1873. Lewandowicz G., Kowlaczewski P., Białas W., Olejnik A., Rychlik J., 2012. Rozdział frakcji soku ziemniaczanego różniących się masą cząsteczkową i charakterystyka ich aktywności biologicznej. Biul. IHAR 266, 331 350. Lopez-Quiroga E., Wang R., Gouseti O., Fryer P.J., Bakalis S. 2015. Modeling freezing processes of high concentrated systems. IFAC PapersOnLine 48 1, 749 754. Miedzianka J., Pęksa A., Smolarczyk E., 2010. Zastosowanie przemysłowego soku ziemniaczanego do otrzymywania preparatów białka acylowanego. ZPPNR 557, 261 273. Olejnik A., Białas W., Tomczyk J., Lewandowicz G., 2011. Cytotoksyczność i genotoksyczność soku z ziemniaka. ZN UE Poznań 205, 118 125. Rafalska U.K., Kamińska-Dwórznicka A., 2014. Wpływ dodatku wybranych biopolimerów na parametry procesu zamrażania modelowego roztworu sacharozy. ŻNTJ 4 (95), 53 62. Ruseler-van Embden J., van Lieshout L., Smith S., van Kessel I., Laman D., 2004. Potato tuber proteins efficiently inhibit human faecal proteolytic activity: implication for treatment of per-anal dermatitis. Eur. J. Clinical Invest. 34, 303 311. THE INFLUENCE OF CRYOPROTECTIVE SUBSTANCES ON THE CRYOSCOPIC TEMPERATURE AND THE CURSE OF FREEZING OF THE POTATO JUICE Summary. The growing interest in potato juice properties is connected with the need of invention of the best methods of its preservation and storage. The aim of this study was to determine the influence of cryoprotective substances such as alcohol, sodium chloride and ascorbic acid on the cryoscopic temperature range and the course of freezing process of the potato juice. Freezing was carried out in two variants using a cryostat temperature nr 584, 2016

46 A. Kamińska-Dwórznicka, K. Kozłowska, K. Samborska i inni of 20 C. The freezing process was carried out by immersion in a cryostat (HUBER CC- -505, Germany). The cylindrical vessel (0.05 m diameter and 0.13 m high, 250 ml potential capacity) with 200 ml of the solution was placed in a bath freezing apparatus, in the presence of the cooling liquid SilOil (HUBER, Germany), at the temperature of 20 C. The process was monitored using two thermocouples. Temperature of the cooling liquid and temperature of the solutions were tested to achieve 15 C in the center of the vessel. Records were taken every 60 seconds by the MPI-LAB temperature recorder (Metronic Instruments) connected to the computer. In order to determine the time of particular stages of the freezing process (cooling time, phase change and final freezing) and to determine the freezing point, recorded data were used to prepare freezing curves in Microsoft Excel 2010. On those freezing curves tangent lines were applied to each straight section, which allowed for estimation of the freezing point and time of particular stages. Representative of frozen water in the samples was defined based on the mass balance in cryoconcentration process. Measurements were performed in triplicate. In order to correlate the influence of particular substances on freezing point and time of particular freezing stages, one-way ANOVA analysis of variance and also Tukey significant difference test (α = 0.05) was carried out using R Commander 3.1.3. The study shows that the addition of all protective substances caused lowering of cryoscopic temperature values (the lowest 2.6 C) for the sample with the NaCl addition. The total time of freezing for all samples with the additives, frozen at a temperature of 20 C, was nearly by 20% reduced. The shortest time of freezing was noticed for the sample of juice with the addition of sodium chloride (9 minutes shorter in comparison to the sample without additives). The most water (91.69%) froze in the sample of potato juice with the addition of NaCl, which clearly correlate with the freezing point depression. This study can play a key role, especially when designing new product (such as potato juice) preservation. Key words: potato juice, freezing, cryoscopic temperature, frozen water Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych